Wie riechen Infektionen? Gas-Sensoren könnten bald die Diagnose erleichtern
Ein Forschungsteam aus Zürich und Oxford stellt eine neue Diagnosemethode vor: Künftig sollen Geruchsspuren aus Urin, Blut oder Atem eine schnelle Bestimmung von Krankheitserregern und Resistenzen ermöglichen.
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Die klassische mikrobiologische Diagnostik ist zeitaufwendig: Oft vergehen Tage, bis eine Infektion genau identifiziert und die passende Therapie eingeleitet werden kann. Bei schweren Infektionen wie Sepsis, Lungen- oder Harnwegsinfektionen greifen Ärztinnen und Ärzte deshalb häufig zu Breitbandantibiotika – was die Resistenzkrise weiter anheizt.
Ein interdisziplinäres Team von der ETH Zürich, des Balgrist Universitätsspitals und der Universität Oxford verfolgt einen neuen Ansatz: Die Analyse von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) aus Körperflüssigkeiten soll eine schnelle Diagnose direkt aus Patientenproben ermöglichen – ohne Kulturen, dafür mit Gas-Sensoren und maschinellem Lernen. Ihr Meinungsartikel wurde in «Cell Biomaterials» veröffentlicht.
Wie riecht eine bakterielle Infektion?
Bakterien hinterlassen Spuren – auch in der Luft. Schon Hippokrates beschrieb Gerüche als diagnostisches Werkzeug. Erste Studien zeigen, dass VOC-Muster bestimmter Bakterienarten – etwa Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa oder Staphylococcus aureus – bereits identifiziert werden können.
Um diese komplexen Geruchssignaturen auszuwerten, kommt maschinelles Lernen zum Einsatz: KI-Algorithmen extrahieren aus tausenden VOC-Daten die kleinsten Kombinationen, die für Diagnose und Therapieentscheidungen relevant sind. So entsteht ein diagnostisches «Fingerabdruck-System».
Ziel: Diagnose beim Hausarzt
Langfristiges Ziel der ETH-Forschenden ist ein Point-of-Care-Test, der etwa bei Harnwegsinfektionen direkt in der Hausarztpraxis eingesetzt werden kann – schnell, präzise und ohne Laborauswertung. Das könnte Antibiotikaeinsatz reduzieren, Komplikationen vermeiden und Gesundheitskosten senken.
VOC-Analytik ist ein vielversprechender Weg, um der weltweiten Resistenzkrise zu begegnen. Die Verbindung aus hochsensibler Sensorik und KI ermöglicht eine neue Generation von Diagnosetools, die schnell, günstig und breit einsetzbar sind. Die WHO unterstützt diesen Ansatz im Rahmen ihrer AMR Diagnostic Initiative – und die Schweiz ist mit dabei.
Zur Originalpublikation:
- Mehmet Berk Bilgin, Hamin Shin, Catherine R. Jutzeler, et al.: «Microbial and antimicrobial resistance diagnostics by gas sensors and machine learning», in: «Cell Biomaterials», Juli 2025.
- DOI: 10.1016/j.celbio.2025.100125
